ดร.อำนวย วีรวรรณ เริ่มทำงานการเมืองโดยการได้รับแต่งตั้งเป็นที่ปรึกษานายกรัฐมนตรี (จอมพลถนอม กิตติขจร) ในปี พ.ศ. 2506[6] ต่อมาเป็นสมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งชาติ ในปี พ.ศ. 2516[7] และเป็นสมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งชาติ ในปี พ.ศ. 2523 และดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการคลังในปีเดียวกัน[8] และได้รับตำแหน่ง รองนายกรัฐมนตรี ในปี พ.ศ. 2535[9] จากนั้นจึงลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร ในปี พ.ศ. 2538 และได้รับตำแหน่งรองนายกรัฐมนตรี และรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการคลัง ในปี พ.ศ. 2539[10] ต่อมาจึงได้ลาออกจากตำแหน่งเนื่องจากไม่สามารถแก้ไขปัญหาวิกฤตการณ์การเงิน ในปี พ.ศ. 2540 ได้ ซึ่งต่อมาได้มีการแต่งตั้งนายทนง พิทยะ เข้ามารับหน้าที่แทน และได้มีการลดค่าเงินบาทในเดือนกรกฎาคม[11]

ดร.อำนวย วีรวรรณ เคยก่อตั้งพรรคการเมืองขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2537 โดยใช้ชื่อว่า "พรรคนำไทย"[12] และได้ยุติการดำเนินงานในปี พ.ศ. 2541

อำนวย วีวรรณ เป็นพยานในคดีผู้บริหารธนาคารกรุงไทยปล่อยกู้เครือบริษัทกฤษดามหานคร[13]